Alan Mathison Turing - Polski Serwis Naukowy

Statua Alana Turinga w Parku Sackville

Alan Mathison Turing (ur. 23 czerwca 1912 w Londynie, zm. 7 czerwca 1954 w Wilmslow) – angielski matematyk, kryptolog, twórca pojęcia maszyny Turinga i jeden z twórców informatyki.

Biografia

Dzieciństwo i młodość

Jego ojciec, Julius Turing, był pracownikiem indyjskiej służby cywilnej i razem z żoną Ethel Turing mieszkał w Chatrapur niedaleko Madrasu w południowych Indiach. Tam też Alan Turing został poczęty jesienią 1911. Ponieważ rodzice przyszłego matematyka chcieli, aby dziecko urodziło się w Anglii, opuścili Indie i 23 czerwca 1912 w Londynie urodził się Alan Mathison Turing. Jego ojciec niedługo po jego narodzinach wrócił do Indii, natomiast matka wyjechała piętnaście miesięcy później, w połowie września 1913, pozostawiając Alana pod opieką nianiek.

Wielka Brytania (), Zjednoczone Królestwo Wielkiej Brytanii i Irlandii Północnej (ang. United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland) – unitarne państwo wyspiarskie położone w Europie Zachodniej. W skład Wielkiej Brytanii wchodzą: Anglia, Walia i Szkocja położone na wyspie Wielka Brytania, Irlandia Północna leżąca w północnej części wyspy Irlandia. Guernsey, Jersey i Wyspa Man, posiadają odrębny status dependencji Korony brytyjskiej i nie wchodzą w skład Zjednoczonego Królestwa.
Ginekomastia (łac. gynaecomastia, ang. gynecomastia) – powiększenie się sutka u mężczyzny, na skutek rozrostu tkanki gruczołowej, włóknistej i tłuszczowej. Gruczoł piersiowy ulega jednostronnemu lub obustronnemu powiększeniu, jest obrzmiały i może być bolesny. Ginekomastia spowodowana jest zaburzeniami hormonalnymi, najczęściej na skutek leczenia hormonalnego (leczenie raka stercza).

W 1926 roku Alan Turing rozpoczął naukę w Scherbone School w Dorset. Od samego początku nauki wykazywał duże zdolności w dziedzinie nauk ścisłych, jednak źle czuł się w szkole, która kształciła przyszłą kadrę przywódczą Imperium Brytyjskiego.

Uczęszczając do Sherborne School, Alan odkrył swoją orientację homoseksualną, wówczas też zakochał się w Christopherze Morcomie. Ten jednak zmarł niedługo później – 13 lutego 1930 - na gruźlicę.

Studia i praca naukowa

King's College w Cambridge

Po śmierci ukochanego, Turing zaczął jeszcze ciężej pracować, aż w 1931 uzyskał stypendium naukowe na King's College w Cambridge.

Orientacja seksualna – trwały, odczuwany wewnętrznie popęd płciowy, emocjonalny do osobników określonej płci. Szeroki przegląd literatury naukowej w poszukiwaniu definicji orientacji seksualnej wykazał iż ustalenie definicji zarówno koncepcyjnej jak i operacyjnej nie było możliwe. Rozbieżności w definicjach orientacji seksualnej są przyczyną zamieszania pojęciowego. Problemy ze zdefiniowaniem orientacji seksualnej nie pozwalają na ustalenie reprezentatywnych prób homoseksualistów, biseksualistów i heteroseksualistów, a różnice w definiowaniu i pomiarze sięgają roku 1860, kiedy naukowcy po raz pierwszy zainteresowali się orientacją seksualną.
Test Turinga to sposób określania zdolności maszyny do posługiwania się językiem naturalnym i pośrednio mającym dowodzić opanowania przez nią umiejętności myślenia w sposób podobny do ludzkiego. Test ten został zaproponowany w 1950 roku przez Alana Turinga. Turing zaproponował ten test w celu zamiany pełnego emocji i w jego pojęciu bezsensownego pytania "Czy maszyny myślą?" na pytanie lepiej zdefiniowane, w ramach badań nad stworzeniem sztucznej inteligencji.

Przebywając w Cambridge Turing napisał swoją prawdopodobnie najważniejszą pracę matematyczną On Computable Numbers, czyli O liczbach obliczalnych. To właśnie w niej wprowadził abstrakcyjną maszynę, która była w stanie wykonywać zaprogramowaną matematyczną operację, czyli tak zwany algorytm. Maszyna mogła wykonać tylko jeden, określony algorytm, na przykład mogła podnieść liczbę do kwadratu, podzielić, dodać, odjąć. Według Turinga liczby miały być podawane maszynie za pomocą papierowej taśmy podobnej do taśmy z melodią zapisaną dla pianoli. W swojej pracy Turing opisał wiele takich maszyn, które uzyskały wspólne miano maszyn Turinga. Następnie Turing opracował tak zwaną uniwersalną maszynę Turinga, która w zależności od instrukcji zapisanej na taśmie, miała wykonywać dowolną operację. W ten sam sposób udowodnił, że nie istnieje algorytm pozwalający odpowiedzieć na pytanie dotyczące nierozstrzygalności każdego innego twierdzenia (dlaczego?), a zatem nawet uniwersalna maszyna Turinga nie była w stanie zidentyfikować wszystkich nierozstrzygalnych stwierdzeń. Było to ostateczne rozwiązanie zagadnienia nierozstrzygalności wprowadzonego do logiki matematycznej przez Kurta Gödla. W tej samej pracy Turing przedstawił schemat pierwszego komputera przygotowany w oparciu o prace Charlesa Babbage'a i jego projekt maszyny różnicowej nr 2. Był to projekt, którego realizacja wykraczała poza możliwości ówczesnej techniki, jednakże z inżynierskiego punktu widzenia był on zupełnie prawidłowy. Dzięki pracy O liczbach obliczalnych w wieku 26 lat Turing został uznany za jednego z najwybitniejszych matematyków świata. Bardzo szybko robił karierę naukową, został nawet członkiem King's College.

Kurt Gödel (1906-1978) – austriacki logik i matematyk; autor ważnych twierdzeń z zakresu logiki matematycznej, współautor jednej z aksjomatyk teorii mnogości. Do najbardziej znanych osiągnięć matematycznych Gödla należą twierdzenia o niezupełności i niesprzeczności bogatszych teorii dedukcyjnych (to znaczy takich, które obejmują arytmetykę liczb naturalnych).
Komputer (z ang. computer od łac. computare – obliczać, dawne nazwy używane w Polsce: mózg elektronowy, elektroniczna maszyna cyfrowa, maszyna matematyczna) – urządzenie elektroniczne służące do przetwarzania wszelkich informacji, które da się zapisać w formie ciągu cyfr albo sygnału ciągłego.

Wkład w kryptologię

Muzealna replika bomby Turinga – widok ogólny...

...i detal

W 1939 roku Rządowa Szkoła Kodów i Szyfrów zaproponowała Turingowi podjęcie pracy kryptoanalityka w Bletchley. Tam też matematyk (na przełomie 1939 i 1940 roku) zaprojektował tzw. bombę Turinga (częściowo w oparciu o prace polskich kryptoanalityków, np. Mariana Rejewskiego – zob. bomba kryptologiczna), urządzenie służące do łamania kodu Enigmy. Było to urządzenie, dzięki któremu rozszyfrowywanie wiadomości zapisanych przy użyciu niemieckiej maszyny szyfrującej Enigma było dużo prostsze, tańsze, a co najważniejsze – skuteczniejsze. Bletchley posiadało piętnaście takich bomb, każdą przeznaczoną do jednej wiadomości.

Psychiatria – subdyscyplina medycyny zajmująca się badaniem, zapobieganiem i leczeniem zaburzeń psychicznych. Bada ich uwarunkowania biologiczne, psychologiczne, rodzinno-genetyczne, społeczne, konstytucjonalne – sposoby powstawania i skutecznego zapobiegania.
Kryptologia (z gr. κρυπτός – kryptos – "ukryty" i λόγος – logos – "słowo") – nauka o przekazywaniu informacji w sposób zabezpieczony przed niepowołanym dostępem. Współcześnie kryptologia jest uznawana za gałąź zarówno matematyki, jak i informatyki; ponadto jest blisko związana z teorią informacji, inżynierią oraz bezpieczeństwem komputerowym.

W 1941 roku nastąpiła zmiana na stanowisku dyrektora Bletchley. Nowy szef, komandor Edward Travis zablokował kryptoanalitykom dostęp do funduszy na badania i budowę bomb. Wówczas Alan Turing i jego współpracownicy zwrócili się bezpośrednio do Winstona Churchilla po dotacje na prace związane z kryptoanalizą. Dotacje te otrzymali i w rok później Bletchley posiadało już czterdzieści dziewięć bomb. Powstała także stacja bomb w Gayhurst Manor. Wówczas (pośrednio) publicznie ogłoszono rekrutację do Bletchley, publikując w Daily Telegraph krzyżówkę. Sześciu czytelników, którzy poprawnie ją rozwiązali i przeszli specjalny test zorganizowany przez MI-6, zostało zatrudnionych razem z Turingiem w Bletchley.

Hormon (od gr. ὁρμάω hormao - rzucam się naprzód, pędzę) – związek chemiczny, który jest wydzielany przez gruczoły lub tkanki układu hormonalnego. Funkcją hormonu jest regulacja czynności i modyfikacja cech strukturalnych tkanek leżących w pobliżu miejsca jego wydzielania lub oddalonych, do których dociera poprzez krew (wyjątkiem są tzw. hormony lokalne). Istnieją także takie hormony, które wywierają wpływ na funkcjonowanie wszystkich tkanek organizmu.
Enigma (z gr. αινιγμα, wym. enigma, pl. zagadka) – niemiecka przenośna, elektromechaniczna maszyna szyfrująca oparta na zasadzie obracających się wirników, opracowana przez Artura Scherbiusa, a następnie produkowana przez wytwórnię Scherbius & Ritter. Wytwórnia ta została założona w 1918 z inicjatywy Scherbiusa oraz innego niemieckiego inżyniera Richarda Rittera i zajmowała się konstrukcją i produkcją urządzeń elektrotechnicznych między innymi silników asynchronicznych. Scherbius odkupił prawa patentowe do innej wirnikowej maszyny szyfrującej opracowanej przez holenderskiego inżyniera Hugona Kocha.

Wkład w informatykę

Po wojnie Alan Turing zaprojektował jeden z pierwszych elektronicznych, programowanych komputerów. Był również pomysłodawcą tak zwanego testu Turinga – eksperymentu będącego próbą formalnego zdefiniowania sztucznej inteligencji.

Oskarżenie "o naruszenie moralności" i śmierć

Tablica pamięci Turinga w Wilmslow, Cheshire

W 1952 roku włamano się do domu Alana Turinga, który poinformował o tym fakcie policję. W wyniku jej śledztwa Turing potwierdził, iż jest homoseksualistą. Wówczas został oskarżony o naruszenie "moralności publicznej", wytoczono przeciwko niemu proces. Sąd dał mu wybór: więzienie lub terapię hormonalną. Turing wybrał terapię – konsultacje z psychiatrą i roczną kurację hormonalną, polegającą na przyjmowaniu estrogenu (kastracja chemiczna). Skutkiem ubocznym kuracji była między innymi ginekomastia.

Charles Babbage (ur. 26 grudnia 1791 r. w Teignmouth, Devonshire – zm. 18 października 1871 r. w Londynie) – angielski matematyk, astronom i mechanik, autor tablic logarytmicznych.
Imperium brytyjskie – potoczne określenie Wielkiej Brytanii i Irlandii wraz z koloniami i innymi terytoriami zależnymi monarchii brytyjskiej, które łącznie stanowiły jedno z największych imperium w dziejach ludzkości. Od 1876 r. także nazwa własna jako Imperium Brytyjskie, gdy królowa Wiktoria przyjęła tytuł cesarzowej Indii. Na początku XX wieku imperium było zamieszkane przez ok. 400-500 mln ludzi (liczba ta była zmienna), co stanowiło blisko 1/4 populacji świata. W 1922 r., Imperium Brytyjskie osiągnęło rozmiar 36,6 milionów km², stając się największym państwem w historii ludzkości (około jednej czwartej powierzchni świata). Imperium brytyjskie tworzyło się przez około 300 lat w wyniku ekspansji handlowej, działalności osadniczej lub podbojów monarchii brytyjskiej. Jego tereny były porozrzucane po wszystkich kontynentach świata, przez co uzyskało miano imperium nigdy niezachodzącego słońca. Największe czasy świetności tego mocarstwa przypadały na ostatnią dekadę XIX oraz na początek XX wieku.

Wskutek skazania stracił certyfikat dostępu do poufnych informacji oraz odsunięto go od badań związanych z konstrukcją komputera.

7 czerwca 1954 Alan Turing zamknął się w swojej sypialni i popełnił samobójstwo.

Premier Gordon Brown we wrześniu 2009 przeprosił w imieniu rządu Wielkiej Brytanii za "całkowicie niesprawiedliwe" i "straszne" potraktowanie Turinga.

Definicja intuicyjna: Maszyna Turinga stanowi najprostszy, wyidealizowany matematyczny model komputera, zbudowany z taśmy, na której zapisuje się dane i poruszającej się wzdłuż niej "głowicy", wykonującej proste operacje na zapisanych na taśmie wartościach.
Maszyna – w najogólniejszym znaczeniu cybernetycznym – wszelki układ względnie odosobniony, w jakim zachodzi przekształcanie (transformacja) zasilenia lub informacji. Określenie to obejmuje zarówno układy fizyczne naturalne (w tym organizmy żywe), jak i urządzenia techniczne oraz pewne obiekty abstrakcyjne.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)